JP3470739B2 - 圧粉成形体の製造方法 - Google Patents
圧粉成形体の製造方法Info
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- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
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Description
圧粉成形し焼結することでギヤ部品を製造するような
際、歯部の強度を高めるための技術に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、例えばギヤのように耐摩耗性と強
靱性を要求される機械部品を焼結材料から成形する技術
が知られており、このような加工では、原料粉末をプレ
ス機で圧縮してギヤ形状の圧粉成形体を成形し、これを
焼結して製造するようにしている。そして、プレス機と
して、例えば下型としてのダイスの凹部内に原料粉末を
注入し、この凹部内に上型としてのパンチを降下させて
圧縮成形する方式が一般的である。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで従来の場合、
ダイスとパンチで圧縮される圧粉成形体は、平面的に全
域に亘ってほぼ均一な荷重を受けるため機械的特性が一
定であり、例えばギヤのように歯部附近に特に強さ、靱
性等の特性を持たせ、中心部附近では耐摩耗性等の特性
を持たせたいような時でも、局所的に特性を変化させる
ことが出来なかった。そこで、部分的に機械的特性を変
化させることが出来れば都合が良かった。 【0004】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、パンチをインナーパンチとアウターパンチに
分割し、ダイスをインナーダイスとアウターダイスに分
割し、アウターダイスの外側に内歯ダイスを配置した成
形装置を用いて原料粉末を圧縮成形する圧粉成形体の製
造方法において、先ず、インナーパンチをアウターパン
チよりも下方に突出させ、インナーダイスをアウターダ
イスよりも上方に突出させた状態で製品形状の歯のない
内側部の加圧を開始して内側部の原料粉末を周縁部に押
し出し、この後アウターパンチをその下面がインナーパ
ンチと面一になるまで降下させ、またインナーダイスを
その上面がアウターダイスと面一になるまで降下させる
ことで製品形状の歯部を有する周縁部を内側部よりも高
密度になるように加圧成形するようにした。 【0005】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て添付した図面に基づき説明する。ここで図1及び図2
は本製造装置の縦断面図で図1は圧縮成形前の状態図、
図2は圧縮成形後の状態図、図3は図1の要部拡大図、
図4は圧粉成形を説明する作用図である。 【0006】本発明の圧粉成形体の製造方法は、金属粉
末を原料として、はすば歯車を製造する装置において、
例えば外周歯部の強度を高めるための技術として適用さ
れ、図1に示すように、固定台1に結合ロッド2を介し
て固定されるロアプレート3と、このロアプレート3に
対して上下動自在なアッパプレート4を備え、このアッ
パプレート4にはパンチ5が取り付けられている。そし
てこのパンチ5は、後述するようにインナーパンチ5a
とアウターパンチ5bに分割構成されている。 【0007】一方、前記固定台1とロアプレート3間に
は、支持台6とフローティングプレート7とアウターダ
イスホルダ8が設けられ、前記フローテーングプレート
7とアウターダイスホルダ8とロアプレート3上にはダ
イス10が取り付けられている。すなわち、このダイス
10はインナーダイス10aとアウターダイス10bと
内歯ダイス10cに分割構成され、前記インナダイス1
0aがフローティングプレート7の上面に固定され、前
記アウタダイス10bがアウタダイスホルダ8の上面に
固定され、前記内歯ダイス10cがロアプレート3の上
面に取り付けられている。 【0008】そして、内歯ダイス10cの上端面は、前
記インナーダイス10a及びアウターダイス10bの上
端面より高くなるようにされており、この内歯ダイス1
0cによって囲まれる空間部内に原料粉末hを注入し、
上方からパンチ5を降下させて圧粉し、圧粉成形体h1
を形成するようにしている。 【0009】それでは前記パンチ5の構成から順次詳細
について説明する。前記インナーパンチ5aはアッパプ
レート4に対して連結ロッド11で連結され、上端面が
エジェクターロッド12によって下方に押圧されてい
る。そして、この押圧状態下でインナーパンチ5aの上
端面とアッパプレート4の下面との間に隙間tが形成さ
れるようにしており、この結果、インナーパンチ5aの
下面がアウターパンチ5bの下面より間隔t(図3)だ
け突出するようにしている。 【0010】一方、このインナーパンチ5aの周囲を取
り囲むように、アッパプレート4の下面には上ガイドプ
レート13が取り付けられており、この上ガイドプレー
ト13の中心部には、軸受けを介して軸回りに回転可能
なアウターパンチホルダ14が取り付けられている。そ
してこのアウターパンチホルダ14の下端部には、前記
アウターパンチ5bが取り付けられ、このアウターパン
チ5bの下端側の外周面には歯すじ方向が捩れたヘリカ
ル歯aが形成されている。 【0011】一方、前記上ガイドプレート13には、摺
動ロッド15を上下に摺動自在に挿通せしめる貫通孔1
3aが形成され、この摺動ロッド15の上端部には上ガ
イドプレート13に係合するフランジ部15aを形成す
るとともに、下端部には上支持プレート16を固着して
いる。そして、この摺動ロッド15の周囲にはスプリン
グ17を巻装し、上ガイドプレート13と上支持プレー
ト16が接近した際、復帰荷重を与えるようにしてい
る。 【0012】また、上支持プレート16の中央部には、
前記アウターパンチ5bの外周面のヘリカル歯aに噛合
して挿通せしめることの出来る内歯ガイド部材18が取
り付けられている。すなわち、この内歯ガイド部材18
の内周面には、アウターパンチ5b外周のヘリカル歯a
に対応するヘリカル歯b(図3)が形成されており、両
ヘリカル歯a、bが噛み合っている。そして、前記上支
持プレート16の一部には、下方に突出する突起部16
aを設けており、この突起部16aが後述するストッパ
部材22に当接することが出来るようにされている。 【0013】前記ロアプレート3は、既述のように結合
ロッド2によって固定台1に固定され、また、前記支持
台6も不図示の手段によって固定台1に固定されてい
る。そして、前記フローティングプレート7は、フロー
ティング手段20によって支持台6に対してフローティ
ング支持されており、結合ロッド2に沿って上下動自在
にされるとともに、支持台6上面の当接部6aとフロー
ティングプレート7下面の当接部7aとの間に所定の隙
間sが形成されるようにしている。そして、この当接部
6a、7a間に隙間sが形成された状態で、前記インナ
ーダイス10aの上端とアウターダイス10bの上端と
の間に間隔s(図3)の高低差が生じるようにしてい
る。また、前記アウターダイスホルダ8は、結合部材2
1によって支持台6に一体的に固定されている。 【0014】そして、フローティングプレート7の上面
に固定されたインナーダイス10aは、アウターダイス
ホルダ8を貫通して上方に延出し、また、アウターダイ
スホルダ8の上面に固着されたアウターダイス10b
は、インナーダイス10aの周囲を囲うように上方に延
出している。そして、このアウターダイス10bの外周
面には歯すじ方向が捩れたヘリカル歯cが形成されてい
る。 【0015】また、前記内歯ダイス10cは、ロアプレ
ート3の中心部に軸受けを介して設けられ、この内歯ダ
イス10cの内周面には、前記アウターダイス10b外
周面のヘリカル歯cに対応するヘリカル歯d(図3)が
形成されている。そして両ヘリカル歯c、dが噛合して
いる。 【0016】また、前記アウターダイスホルダ8の所定
部には、ストッパ部材22を取り付けて前記ロアプレー
ト3を貫いて上方に向けて延出させており、前記上支持
プレート16の突起部16aの下方に臨ませている。そ
して、このストッパ部材22は、調整部材23によって
高さが調整出来るようにされ、このストッパ部材22の
高さを調整することで、前記上支持プレート16の突起
部16aと当接するタイミングを調整出来るようにして
いる。 【0017】すなわち、この突起部16aとストッパ部
材22の当接のタイミングの調整は、アウターパンチ5
bのヘリカル歯aの下端周縁部分と、内歯ダイス10c
のヘリカル歯dの上端周縁部分の位相を合せるためのも
のであり、上方から降下するアウターパンチ5bの回転
は、突起部16aがストッパ部材22に当接した時点か
ら開始するため、このクリアランスp(図3)を調整し
てアウターパンチ5bが内歯ダイス10cに噛合し始め
る時の位相を一致させる。 【0018】すなわち、突起部16aがストッパ部材2
2に当接するまでのアウターパンチ5bの歯の位相は一
定であり、その後、アウターパンチ5bが内歯ダイス1
0cと噛合を開始するまでのアウターパンチ5bの回転
量はクリアランスpによって一義的に定まるため、調整
部材23を調整してストッパ部材22の高さを調整し、
アウターパンチ5bと内歯ダイス10c間のクリアラン
スpを変えて、アウターパンチ5bが内歯ダイス10c
と噛合を開始する際にうまく噛合するようにする。 【0019】また、このはすば歯車には、中心軸とその
周囲に複数の貫通孔を形成するようにしており、このた
め、固定台1には複数のロッド24、…を固定し、これ
らロッド24、…の上端部をインナーダイス10aを貫
通させて、内歯ダイス10cの上面とほぼ同じ高さ位置
まで臨ませている。そして、前記インナーパンチ5aの
下面には、下降時にこれらロッド24、…の上端と干渉
しないよう複数の逃げ孔e、…を形成しており、前記連
結ロッド11、…はこの逃げ孔e、…の一部を利用して
取り付けている。 【0020】以上のような製造装置によるはすば歯車の
圧粉成形体の製造方法は次の通りである。まずアッパプ
レート4を図1に示す位置より更に上方に上昇させた状
態で、ダイス10の内歯ダイス10c内の空間部に原料
粉末hを充填する。この時、図1に示すように、インナ
ーダイス10aの上端はアウターダイス10bの上端よ
り高い位置にある。 【0021】原料粉末hが充填されるとアッパプレート
4を降下させる。この際、当初はアウターパンチ5bは
回転することなく真っ直ぐ降下するが、上支持プレート
16の突起部16aがストッパ部材22に当接すると上
支持プレート16の降下は停止し、これ以降、スプリン
グ17が縮んで上ガイドプレート13のみが降下する。
このため内歯ガイド部材18に噛合するアウターパンチ
5bはインナーパンチ5aの周囲で回転を始めながら降
下し、インナーパンチ5aはそのまま降下する。そし
て、突起部16aがストッパ部材22に当接した時のア
ウターパンチ5b下端部と内歯ダイス10c上端部との
クリアランスpは、アウターパンチ5bと内歯ダイス1
0cが噛合し始める時に両者の位相が合致するよう予め
調整されている。 【0022】そして、まず図4(A)に示すように、イ
ンナーパンチ5aによる圧粉が開始され、同パンチ5a
の下方の原料粉末hは周縁部に押しやられる。そして原
料粉末hが押込まれて密度が高まった周縁部は遅いタイ
ミングでアウターパンチ5bとアウターダイス10bに
よって圧粉されるが、アッパプレート4の降下圧はエジ
ェクターロッド12及びフローティング手段20の押圧
力より大きいため、最終的にアウターパンチ5bはイン
ナーパンチ5aに対して間隔tだけ降下して下面が面一
になるとともに、インナダイス10aはアウターダイス
10bに対して間隔sだけ降下して上面が面一になり、
図2及び図4(B)に示すように、アッパプレート4と
インナーパンチ5a間の隙間tと、フローティングプレ
ート7と支持台6の当接部7a、6a間の隙間sがなく
なる。 【0023】そして、このようにして成形された圧粉成
形体h1は周縁部の密度が高くなっており、この圧粉成
形体を焼結してはすば歯車を製造すると、周縁部の歯部
強度が高い歯車を製造することが出来る。勿論、本製造
方法は内周歯を有するギヤ部品にも適用することも可能
であり、更にギヤ部品以外の部品の製造に適用すること
が出来ることはいうまでもない。 【0024】因みに、前記実施例の装置はアッパプレー
ト4側を固定してロアプレート3側を上昇させて圧粉す
るような装置に容易に変換し得るようにしている。 【0025】 【発明の効果】以上のように本発明の圧粉成形体の製造
方法によれば、製品形状の内側部の加圧を周縁部の加圧
のタイミングよりも先に行い、内側部の金属粉末を周縁
部に押しやり、次いでこの周縁部を加圧するようにした
ので、歯部を形成する周縁部の粉体密度を高め、成形後
の歯部の強度を高めることが出来る。
ンチ、10…ダイス、10a…インナーダイス、10b
…アウターダイス、10c…内歯ダイス、h…原料粉
末、h1…圧粉成形体。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 パンチをインナーパンチとアウターパン
チに分割し、ダイスをインナーダイスとアウターダイス
に分割し、アウターダイスの外側に内歯ダイスを配置し
た成形装置を用いて原料粉末を圧縮成形する圧粉成形体
の製造方法において、先ず、インナーパンチをアウター
パンチよりも下方に突出させ、インナーダイスをアウタ
ーダイスよりも上方に突出させた状態で製品形状の歯の
ない内側部の加圧を開始して内側部の原料粉末を周縁部
に押し出し、この後アウターパンチをその下面がインナ
ーパンチと面一になるまで降下させ、またインナーダイ
スをその上面がアウターダイスと面一になるまで降下さ
せることで製品形状の歯部を有する周縁部を内側部より
も高密度になるように加圧成形することを特徴とする圧
粉成形体の製造方法。
Priority Applications (9)
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JP29800695A JP3470739B2 (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 圧粉成形体の製造方法 |
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MYPI96001541A MY119309A (en) | 1995-11-16 | 1996-04-23 | Method of and apparatus for manufacturing pressed powder body |
US08/639,828 US6004120A (en) | 1995-11-16 | 1996-04-29 | Apparatus for manufacturing pressed powder body |
CNB961056800A CN1160169C (zh) | 1995-11-16 | 1996-05-17 | 用于制造压制粉末体的方法和设备 |
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DE69623567T DE69623567T2 (de) | 1995-11-16 | 1996-05-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Pulverpresslingen |
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JPH11269507A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Honda Motor Co Ltd | 焼結製ギヤ |
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1995
- 1995-11-16 JP JP29800695A patent/JP3470739B2/ja not_active Expired - Fee Related
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